3 기호 1 차원 셀룰러 오토마타에 대해 정지 문제가 결정 가능한지 알아 내려고 노력했습니다.
정의 하자 의 시간 단계에서 시스템의 구성을 나타내는 . 보다 공식적으로 여기서 는 알파벳입니다.
정의. 셀룰러 오토 마톤은 구성에 정지 된 , 만약 우리가있다 .
주어진 세포 오토 마톤의 정지 문제는 다음과 같습니다.
입력 : 유한 단어 질문 : 몇 가지 상태에서 기계적으로 정지 ?
기본 셀룰러 오토마타 (2 개의 기호 포함)가 여기 에 정의되어 있습니다 . 나는 두 종류의 기호가 아닌 3 개의 기호가있는 CA의 경우에 관심이 있다는 것을 제외하고는 같은 종류의 celullar automata에 중점을 둡니다.
이제부터는 형식으로 규칙을 표시합니다 . 즉, 3 개의 인접한 심볼이 그 아래에 다른 심볼을 생성합니다.
정지 문제는 기초적인 2- 심볼 세포 오토마타에 대해 결정될 수있다
내가 사용하는 흰색 세포 및 표시하기 위해 검은 색을 나타 내기 위해.1
, , 규칙이 있으면 오토 마톤이 멈추지 않을 것입니다. 첫 번째 규칙을 사용하면 그리드가 무한하기 때문에 항상 블랙 셀을 생성하는 3 개의 흰색 셀이 생깁니다. 두 번째 규칙과 세 번째 규칙을 사용하면 단어가 측면으로 확장되고 오토 마톤이 멈추지 않습니다.001 → 1 100 → 1
나머지 경우에는 단계 동안 진화시켜 중단되는지 확인할 수 있습니다. 그것이 멈 추면, 멈추고, 멈추고, 그렇지 않으면 어떤 조합을 반복하고 루프에 갇혀 있기 때문에 멈추지 않는다고 결론 내릴 수도 있습니다.
내가 3 심볼 케이스에 대해 알아 낸 것
규칙 또는 가 있으면 중단되지 않습니다 . 그러나 및 형식의 측면 규칙은 분석하기가 더 어렵습니다. 규칙 및 어떻게됩니까?000 → 2 00 X → Y X 00 → Y 002 → 1 001 → 0
내가 생각해 낸 것은 다음과 같습니다.
이러한 규칙의 모든 조합을 고려하십시오.
- 002 → 0 및
- 002 → 1 및
- 002 → 2 및
- 002 → 0 및
- 002 → 1 및
- 002 → 2 및
- 002 → 0 및
- 002 → 1 및
- 002 → 2 및
대칭형이기 때문에 형식의 규칙에 대한 사례를 쓰지 않았습니다 .
따라서 첫 번째 경우 측면 기호 규칙이 0을 생성하기 때문에 입력 단어가 측면으로 확장되지 않는 것이 분명합니다.
5, 6, 8, 9의 경우 입력 단어가 확장되므로 오토 마톤이 멈추지 않는 것이 분명합니다.
사례 2,3,4,7이 더 흥미 롭습니다. 먼저 사례 2는 사례 7과 유사하고 사례 3은 사례 4와 유사합니다. 따라서 간결성을 위해 사례 2와 3을 고려해 봅시다.
케이스 3이 더 쉽기 때문에 먼저 사례 3을 고려하겠습니다.
우리는이 및 . 입력 단어의 첫 번째 또는 마지막 기호가 이면 오토 마톤이 멈추지 않는다는 결론을 내릴 수 있습니다. 그들이하지만 '1', 우리는 특히에 마지막 또는 첫번째 문자를 설정할 수 있습니다 규칙에서의 살펴 보자, 더 많은 물건을보고해야한다 우리가 사람들을,이 경우 그들은 생산이 할 다음 후하기 때문에, , 우리 오토 마톤이 멈추지 않는다는 결론을 내릴 수 있습니다. (단어가 옆으로 확장됩니다).002 → 2 2 2 2
고려해야 할 모든 조합은 다음과 같습니다.
010 011 012
0 0 0
0 0 1
0 0 2
0 1 0
0 1 1
........... etc
위의 표에서 첫 번째 트리플이 있으면 어떻게되는지에 대한 설명
그리드에 라는 단어 가 있습니다. 첫 번째 및 마지막 기호는 입니다. 위의 규칙 , , (첫 번째 트리플) 이 있다고 가정 해 봅시다 . 그런 다음 각 단계마다 입력 단어가 2 기호 씩 작아 질 것입니다.이 규칙은 첫 번째 기호와 마지막 기호를 지우기 때문에 어느 시점에서 가 나오면 규칙 가 단어를 만듭니다 한쪽 또는 다른 쪽 (또는 둘 다)으로 자라면 오토 마톤은 멈추지 않습니다. 따라서,이 경우에 우리는 오토 마톤이 단계를 수행 하도록 할 수 있으며 , 단어가 비게되면 오토 마톤은 멈추고 그렇지 않으면 그렇지 않습니다.1 010 → 0 011 → 0 012 → 0 2 002 → 2 | 승 | / 2
일반화 사례 3
나는 그것을 일반화하고 우리가 단순히 오토 마톤이 단계를 수행하도록 할 수 있고 , 그 단계 중 하나에서 우리가 첫 번째 또는 마지막 기호로 를 가지면 오토 마톤이 멈추지 않는다는 것을 알았습니다. 이것이 발생하지 않고 오토 마톤이 여전히 정지하지 않으면 일부 구성이 반복되므로 루프에 멈춰 멈추지 않습니다. 정지하면 정지합니다. 2
내가 붙어있는 곳
이제 사례 2를 고려해 봅시다.
및 규칙이 있습니다 .
그리고 여기에 내가 붙어서 무엇을 해야할지 모르겠습니다.
또한 시작하는 규칙 표를 작성했습니다 . 나는 그들이 분석해야 할 첫 번째 것으로 보였기 때문에 그것들을 썼습니다. 왜냐하면 우리가 첫 번째 또는 마지막 (또는 두 가지) 기호가 인 입력 단어가 있더라도 다음 단계에서 는 이 될 것 입니다. 그리고 형식의 규칙을 처리해야합니다 .
테이블은 다음과 같습니다.
010 011 012
0 0 0
0 0 1
0 0 2
0 1 0
0 1 1
0 1 2
0 2 0
0 2 1
0 2 2
1 0 0
1 0 1
1 0 2
1 1 0
1 1 1
1 1 2
1 2 0
1 2 1
1 2 2
2 0 0
2 0 1
2 0 2
2 1 0
2 1 1
2 1 2
2 2 0
2 2 1
2 2 2
27 개의 규칙 중 규칙이없는이 테이블의 트리플이 3 , 우리는 걱정할 필요가 없으며 단계 동안 자동 마토 톤을 진화시킬 수 있습니다. 사이드 규칙이 생성하지 않기 때문에 실제로 확장되지는 않습니다 .
그러나 가있는 트리플을 보면 실제로 분석하기가 어렵고 단어가 확장되는지 여부는 입력 단어에 의존하는 것 같습니다.
이 문제를 해결하는 방법을 알려주시겠습니까? 나는 이것에 머리를 감쌀 수 없다.
또는,이 3 개의 심볼 셀룰러 오토 마톤이 정지 문제가 결정 불가능한 것으로 판명 된 것으로 보인다면, 어떻게 그 것을 3 심볼 셀룰러 오토마타로 줄일 수 있습니까?